CN110509556A - 一种基于双极电极-发光二极管-光敏电阻平台检测细胞分泌过氧化氢的3d打印装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于双极电极‑发光二极管‑光敏电阻平台检测细胞分泌过氧化氢的3D打印装置。基于3D打印可实现个性化设计且精准打印的特点和BPE两端可发生等电子氧化还原反应用于分析物检测的原理，结合BPE体系易构建、LED及LDR价廉易得可重复利用等优势，构建了BP‑LED‑E‑LDR平台用于人乳腺癌细胞（MCF‑7）分泌H2O2的检测。本发明在最佳条件下，通过BP‑LED‑E可视化特点半定量检测样品池中待测物浓度，并进一步通过LDR和数字万用表定量检测细胞分泌H2O2的含量，为初步判断细胞生长增殖情况及肿瘤发展进程等领域相关研究提供一种新思路和新平台。

Description

一种基于双极电极-发光二极管-光敏电阻平台检测细胞分泌 过氧化氢的3D打印装置
技术领域
本发明涉及一种基于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌过氧化氢(H2O2)的3D打印装置，利用直流电源、Pt和GCE构建BPE平台，并以容易获得的LED-LDR和数字万用表作为可视化信号输出工具，同时设计了可调节LED-LDR二者间距离及角度的固定装置，在最佳条件下成功检测不同数量下MCF-7细胞分泌的H2O2，能够应用于细胞计数、判断细胞生长状态及肿瘤发展进程等研究领域。
背景技术
双极电化学发生在含有两个驱动电极(driving electrode，DE)和导电物体(即双极电极，bipolar electrode，BPE)的电解质溶液中。在一定外加电压的驱动下，两个驱动电极间的电解质溶液形成梯度电场，位于电解质溶液中的BPE为等势体，BPE的具体电势值与其在溶液中所处的位置和电解质溶液的组成有关。电解质溶液与BPE的界面电位差沿着BPE的长度变化，BPE两边末端与溶液电场的界面电位差最大，这个电位差可驱动BPE两端分别变为阳极和阴极，阳极侧和阴极侧分别发生等电子转移的氧化、还原反应，这就称作双极电化学。BPE本身具备很多优点：①无需直接与电源相连，这种无线式体系为微型化电极阵列的构建提供了基础；②多个电极可以同时由同一个电源控制；③易与其他体系结合，使用范围广。
在选择BPE用于电化学分析检测时，BPE-ECL的结合体系是最常用的技术手段。这个体系成功输出可视化信号需要依赖于发光试剂的使用，这些发光试剂价格均较为昂贵且无法实现重复使用，这在一定程度上会限制该体系的大量使用。LED的亮度变化可以灵敏反映分析物的浓度，但靠肉眼观察仅可实现半定量检测，若可对不同亮度的灯泡进行比色分析，则实验结果比较可靠，或可实现定量检测，但该方法步骤繁琐且需要一定时间进行后处理。LDR是基于光敏感材料硫化镉(CdS)或硒化镉(CdSe)的内光导效应制得的特殊电阻，为一种半导体光电器件，对光线非常敏感。LDR适用于光电自动控制、照度计、电子照相机、光报警装置中。受此启发，本课题组选用LDR来反映LED的亮度变化。
3D打印技术作为一种新型加工技术手段，与传统的机电加工“减材制造”技术不同，它是通过“从下而上”的堆积方式叠加进而形成三维的实体模型，该3D打印技术可制作传统工艺技术难以实现的高精度及复杂构型的装置。为了便于实验操作，运用3D打印技术，制作了个性化的LED-LDR的规定装置。通过该装置实现了对MCF-7细胞量中H2O2的含量测定，结果显示随着细胞量的增加，经PMA刺激产生的H2O2量也增多，这为检测不同样本中H2O2含量及初步判断细胞生长状况、肿瘤病程演变等研究领域提供一种新平台和新思路。
本发明中整个实验装置具有个性化、价格低廉、简单易得的显著优势，结合BPE体系，可构建一个快速检测且可重复利用的平台。同时选用LED-LDR及万用表作为输出手段，实现了检测的可视化和数字化，避免了过多的人为因素干扰检测结果。
发明内容
1.本发明的目的是提供一种基于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌H2O2的3D打印装置以及对细胞分泌H2O2的检测。
本发明的目的是这样实现的，一种基于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌过氧化氢(H2O2)的3D打印装置，其特征在于，将双极电极(BPE)检测体系与可视化信号输出方式相结合，利用3D打印技术个性化制作配件来组装BP-LED-E-LDR平台装置，用于细胞分泌H2O2的定量检测。
所述的BP-LED-E-LDR平台装置包括BP-LED-E结构，将两根铂电极(Pt)和两根玻碳电极(GCE)分别作为驱动电极和BPE，发光二极管(LED)通过导线连接于两根GCE中间，形成BP-LED-E结构；在阴极池中始终盛着一定量的细胞接触PBS溶液，外加电源施加的电压达到一定大小后，阴极池中GCE发生氧化反应；阳极池中盛载与阴极池同等体积的H2O2溶液，该反应池中GCE发生还原反应；随着阳极池中H2O2溶液浓度的不同，GCE双极电极两端发生氧化还原反应的剧烈程度不同，从而导致整个电路中的电流大小不一样，显示为LED亮度的差异，LED和光敏电阻(LDR)平行相对固定于3D打印的LED-LDR固定装置上，LDR与数字万用表连接以得到具体阻值。
上述的LED和LDR均固定于3D打印的LED-LDR固定装置中，可实现LED与LDR二者间距离和角度的灵活调节，所述LED-LDR固定装置由下述方法制作的：(1)建模：通过123DDesign软件设计模型三维结构，该固定装置分为三部分包括滑槽，小滑块及大滑块，滑槽长150mm、宽25mm、高20mm，内有三条宽为2.8mm的滑轨，这三条滑轨由四条栅栏式凸起，每条栅栏式凸起尺寸为150mm×2.8mm×5mm，和前后两个面组成，前后两个面的尺寸均为150mm×2.8mm×20mm，两边分别通过外侧的两条凸起栅栏与前后两个面紧密贴合；小滑块长21mm、宽8mm、高35mm，底部有三个栅栏式凸起，小滑块的每个栅栏式凸起尺寸为2.8mm×8mm×5mm，可实现小滑块在滑槽的滑轨中移动；小滑块的正面正中心有两个平行相距1.97mm，边长为0.51mm的正方形小孔；大滑块长21mm、宽28mm、高35mm，底部也有三个栅栏式凸起，大滑块的每个栅栏式凸起尺寸为2.8mm×28mm×5mm，可实现大滑块在滑槽的滑轨中移动；大滑块的正面有五排平行排列、上下两排距离为4.42mm，间隔为6.26mm，直径为0.55mm的圆孔；(2)切片：通过J-Great软件进行切片，具体参数如下：层高：0.1mm；外壳的壁厚：1.2mm；底部/顶部厚度：1.2mm；填充密度：100％；打印温度：210℃；平台温度：50℃；打印速度：30mm/s；将设置好各项参数的“gcode”格式的文件导入极光尔沃A8S打印机；(3)打印：橡胶(rubber)软弹性材料通过进料口送至打印机的进料通道内，再经可加热的金属喷嘴高温熔融后吐于底板上，而后冷却固化成型；具体操作顺序为：开机、调平底板、上料、进料、选择并确认所需打印的模型、等待打印机喷嘴升温至210℃即可开始打印；(4)后处理：固定有LED的小滑块始终置于滑槽起点处，然后将固定好的LED灯珠与滑槽正面的相切对应处作为起始位置，贴好含有0-10cm刻度区间且精度为0.1cm的铝合金刻度贴纸，便于之后读出LED与LDR间的距离。
本发明可选用发红光的LED，将其两个灯脚分别置于小滑块中心的正方形小孔中；选择金属壳封装的外径为12.5mm、亮电阻量程为10-20KΩ的LDR，将其两个导电引线分别置于大滑块正面的任意一排圆孔中；最终用于检测时，所述的LED与LDR之间的距离为1.5cm，角度为中心相对，即0°。
所述的一种基于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌过氧化氢(H2O2)的3D打印装置，其特征在于，在驱动电压4.1V下，ΔR与H2O2浓度在1μM–10mM范围内呈良好的线性关系，线性方程：ΔR＝0.1882Log+0.2425，r＝0.9775，其中ΔR＝(R0-R)/R0，R0表示阳、阴极池均加入细胞接触PBS时测得的电阻值；R表示阳极池中为不同浓度的用细胞接触PBS配制的H2O2溶液且阴极池中始终为细胞接触PBS时测得的电阻值。
本发明上述的3D打印装置用于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌的H2O2，包括如下步骤：(1)BP-LED-E-LDR体系的搭建：两个玻璃电极池中均含有一根Pt和一根GCE，同一池中的Pt和GCE中心相距8.5mm，两池中的GCE通过导线与LED的两个灯脚相连，两池中的Pt分别与直流电源的正、负极相连，再于电极池中加入相应的溶液形成闭合的BP-LED-E回路结构；LDR与LED位于LED-LDR固定装置的相应位置，二者中心水平相对，相距1.5cm，LDR两脚分别与万用表的正负极相连，通过读取阻值获得待测样本的检测结果；(2)MCF-7细胞分泌H2O2的检测：MCF-7细胞培养于培养瓶中，每两天换液；待细胞长至80-90％汇合度时，加入胰酶消化并收集细胞悬液；将细胞悬液在1000rpm转速下离心5min，倒掉上清液，加入PMA刺激细胞并放入细胞培养箱中孵育5min，再次离心后收集上清液避光保存；将收集到的不同细胞数量的PMA刺激上清液作为待测样本加入BP-LED-E-LDR体系的阳极池中，调节驱动电压和万用表量程，进行测定。
2.具体地说，本发明所述的BP-LED-E-LDR平台，基于BPE两端可发生等电子转移的氧化还原反应原理，以Pt作为驱动电极，GCE为BPE，并在两根GCE中通过导线连接LED，LDR和数字万用表为信号输出装置，成功实现肿瘤细胞分泌H2O2的检测。
3.本发明所述的LED-LDR固定装置，包括滑槽、小滑块和大滑块。小滑块和大滑块分别固定LED与LDR，滑槽外表面贴上具有刻度的刻度纸便于读数，通过该固定装置，LED与LDR间的距离和角度可实现调节与筛选。
4.本发明的一种基于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌H2O2的3D打印装置，依序包括如下步骤：
(1)BP-LED-E-LDR体系的搭建
两个玻璃电极池中均含有一根Pt和一根GCE(二者中心相距8.5mm)，两池中的GCE通过导线与LED的两个灯脚相连，两池中的Pt分别与直流电源的正、负极相连，再于电极池中加入电解质溶液形成闭合的BP-LED-E回路结构，LDR两脚分别与万用表的正负极相连。
(2)LED-LDR固定装置的设计与应用
个性化设计本实验所需要的LED-LDR的固定装置，再经由3D打印机打印得到实物，包括滑槽、小滑块和大滑块。将固定装置进行组装和后处理，LED及LDR分别置于对应的位置，经筛选后，LDR与LED二者间最佳位置为中心水平相对且相距1.5cm。
(3)MCF-7细胞分泌H2O2的检测
MCF-7细胞培养于培养瓶中，每两天换液。待细胞长至80-90％汇合度时，加入胰酶消化并收集细胞悬液。将细胞悬液1000rpm转速下离心5min，倒掉上清液，加入PMA刺激细胞并放入细胞培养箱中孵育5min，再次离心后收集上清液避光保存。将收集到的不同细胞数量的PMA刺激上清液作为待测样本加入BP-LED-E-LDR体系的阳极池中，调节驱动电压和万用表量程，进行测定。
本发明优点:
基于BP-LED-E-LDR平台可视化检测细胞分泌H2O2的3D打印装置，具有个性化、价格低廉、简单易得的显著优势，可构建一个快速检测且可重复利用的平台。选用LED、LDR及万用表作为输出手段，实现了检测的可视化和数字化，避免了人为因素的干扰。
附图说明
图1为本发明一种基于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌H2O2的3D打印装置工作原理图。(图中：1：阳极池；2：阴极池；3：阳极池中的Pt；4：阴极池中的Pt；5：阳极池中的GCE，即BPE的阴极；6：阴极池中的GCE，即BPE的阳极；7：直流电源；8：数字万用表；9：LED；10：LDR)。
图2为本发明基于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌H2O2的3D打印装置中打印的固定装置的模型设计图，图中的A：零件图，其中11为滑槽；12为小滑块；13为大滑块；图中的B为贴有铝合金刻度贴纸的滑槽、小滑块和大滑块的组合图。
图3A为本发明一种基于BP-LED-E-LDR平台可视化检测细胞分泌H2O2的3D打印装置中LED-LDR间最佳距离的筛选图。
图3B为本发明一种基于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌H2O2的3D打印装置中LED-LDR间最佳角度的筛选图。
图3C为本发明基于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌H2O2的3D打印装置中打印的固定装置中LED-LDR间角度的示意图。
图4为本发明一种基于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌H2O2的3D打印装置中在驱动电压4.1V下，ΔR与细胞接触PBS配制的不同浓度H2O2间的线性关系图。
图5为本发明一种基于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌H2O2的3D打印装置中不同MCF-7细胞量的PMA刺激液的阻值响应值图和通过标准曲线得到的各细胞量下H2O2浓度表。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及效果更加清晰，以下结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示，本发明所述的一种基于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌H2O2的3D打印装置工作原理图：两根Pt 3、4分别置于两个池(阳极池1和阴极池2)中作为驱动电极，两根GCE 5、6及LED 9(即LED 9的两极分别与阳极池中的GCE 5、阴极池中的GCE 6连接)构成BP-LED-E体系。直流电源7施加的电压为Etot，BPE两末端处溶液的电压差值为ΔEb，ΔEb由BPE阳极电位差ηa和BPE阴极电位差ηc组成。ηa与La(阴极池2中的GCE 6的有效横截直径)和L1(阴极池2中Pt 4的直径+Pt 4与GCE 6间的直线距离+GCE 6的有效直径)的比值成正相关，同理，ηc也与Lc(阳极池1中的GCE 5的有效横截直径)和L2(阳极池1中Pt 3的直径+Pt 3与GCE 5间的直线距离+GCE 5的有效直径)的比值成正相关。在阴极池2和阳极池1中，Pt 3和GCE 5及Pt 4和GCE 6浸入溶液的长度始终保持水平平行。阴极池2中始终盛着一定量的细胞接触PBS溶液，外加电源1施加的电压达到一定大小后，BPE阳极端6发生的氧化反应为2H2O→4H++4e-+O2；阳极池1中盛载与阴极池2同等体积的H2O2溶液，该反应池中BPE阴极端5发生的还原反应为：2H2O2+4H++4e-→4H2O。随着阳极池1中H2O2溶液浓度的不同，BPE两端发生氧化还原反应的剧烈程度不同，从而导致整个电路中的电流大小不一样，显示为LED 9亮度的差异，最后通过LDR 10和万用表8的阻值读数，得到分析物H2O2浓度与阻值的线性关系。
实施例1：
一种基于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌H2O2的3D打印装置中LED-LDR固定装置的设计与应用如下：
如图2中的A所示，使用3D打印制图软件设计了包含滑槽11、小滑块12及大滑块13的固定装置，而后经3D打印机打印得到实物，3D打印机可选用橡胶(rubber)软弹性材料，在本发明中只要打印出尺寸和形状符合要求即可，即打印出的滑槽11、小滑块12及大滑块13符合本发明的实验即可，材料不是作为本发明的创造点，采用市售产品即可。其中滑槽11长150mm、宽25mm、高20mm，内有三条宽为2.8mm的滑轨，这三条滑轨由四条栅栏式凸起(150×2.8×5mm)和前后两个面(150×2.8×20mm)组成，两边分别通过外侧的两条凸起栅栏与前后两个面紧密贴合；小滑块12长21mm、宽8mm、高35mm，底部有三个栅栏式凸起(2.8×8×5mm)，可实现小滑块在滑槽的滑轨中移动。小滑块正面正中心有两个平行相距1.97mm，边长为0.51mm的正方形小孔，它们与自己较近边的距离均为9mm，LED 9的两个灯脚可插入小孔中以达到固定LED的目的；大滑块13长21mm、宽28mm、高35mm，底部也有三个栅栏式凸起(2.8×28×5mm)，可实现大滑块在滑槽的滑轨中移动。大滑块正面有五排平行排列、上下两排距离为4.42mm，间隔为6.26mm，直径为0.55mm的圆孔，LDR 10的两个脚可选择性的固定在任一排圆孔中。分别固定有LED 9和LDR 10的小滑块12和大滑块13均置于滑槽中，滑槽外表面贴有含刻度的铝合金刻度纸14便于读数，组合图如图2中的B所示。通过该固定装置，LED 9与LDR 10间的距离和角度可实现调节与筛选。
LED 9与LDR 10间的距离不同会影响LDR 10接收到的LED 9产生的光强，进而影响后续分析物浓度的测定，故需考察最适合二者的距离。将LED 9的两个灯脚插入小滑块12中心的两个矩形空穴内，电源7正负极分别接入两个灯脚；再将LDR 10的两个导电引线分别插入大滑块13中心的两个圆孔内(LED 9与LDR 10中心水平平行)，而后将LDR 10与万用表8相连。整个检测装置置于暗室内，分别记录LED 9与LDR 10相距0cm，0.5cm，1cm，1.5cm，2.0cm，2.5cm时，不同驱动电压(1.50V、1.55V、1.60V、1.65V、1.70V、1.75V、1.80V)下LDR 10的阻值示数。
如图3A可知，较高电压下，LDR 10对LED 9的光强读出灵敏度基本一致，故主要考虑不同距离对低亮度时的阻值读出的影响。距离为1.5cm时，电压与阻值的斜率较其他条件下的要高，说明此条件下电阻对低光强的读出范围较广，能更为灵敏地感应光强的细微持续变化。
LED 9与LDR 10间的距离固定为1.5cm，用于固定LDR 10的大滑块13上有纵向平行的五排圆孔，这些圆孔用于固定LDR 13的两个导电引线。从上往下，每排圆孔的中心与固定于小滑块12上的LED 9中心分别成35°，18°，0°，-18°，-35°，角度示意图如图3C。将LDR 10依次固定于每排圆孔中，而后记录不同电压下的阻值示数。
图3B结果显示正负对应角度的电阻阻值示数几乎重合，符合物理学常识。低电压下，各角度对应的电压与阻值的斜率几乎一致。实验所考察的不同角度对低亮度光照的分辨灵敏度无明显差异，故考虑到操作的简便性，选用0°(即LED 9与LDR 10中心平行相对)作为后续实验的实验条件。
实施例2：
一种基于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌H2O2的3D打印装置在最佳驱动电压4.1V下，ΔR与细胞接触PBS配制的不同浓度H2O2间的线性关系检测步骤如下：
MCF-7细胞培养于培养瓶中，每两天换液。待细胞长至80-90％汇合度时，用PBS(0.01M，pH＝7.4)洗涤两次后，再加入10mL PBS，而后将培养瓶放入细胞培养箱孵育5min，最后收集细胞接触过的PBS备用。用上述细胞接触过的PBS和标准H2O2溶液配制不同浓度梯度包括1、101、101.5、102、102.5、103、103.5、104、105、106μM的H2O2溶液。
如图1所示搭建整个检测装置，阳极池1、阴极池2中的Pt电极3、Pt电极4作为驱动电极，分别与直流电源7的正、负极相连。另外阳极池1、阴极池2中均放置了一颗小号搅拌子，两池均置于磁力搅拌器上，测定待测样本的过程中，磁力搅拌器始终处于工作状态。用移液枪移取2.5mL上述配好的各浓度梯度的H2O2溶液，并依次加入阳极池1中，阴极池2中始终为细胞接触过的PBS。LED 9和LDR 10中心水平相对且分别固定在小滑块12和大滑块13上，整个LED-LDR部分均置于暗室中。打开直流电源7的开关并将输出电压调为4.1V，调节数字万用表8的量程，2min后待万用表8的示数较为稳定，读取该数值并记录，每个浓度的H2O2溶液平行测定三次。
如图4所示，在最佳驱动电压4.1V下，ΔR与H2O2浓度在1μM–104μM范围内呈良好的线性关系，线性方程：ΔR＝0.1882Log(CH2O2/μM)+0.2425，r＝0.9775。其中ΔR＝(R0-R)/R0，R0表示阳极池1和阴极池2中均加入细胞接触过的PBS时测得的电阻值；R表示阳极池中为不同浓度的用细胞接触PBS配制的H2O2溶液且阴极池中始终为细胞接触PBS时测得的电阻值。
实施例3：
一种基于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌H2O2的3D打印装置中不同数量的MCF-7细胞分泌H2O2的检测方法如下：
MCF-7细胞培养于培养瓶中，每两天换液。待细胞长至80-90％汇合度时，加入1mL胰酶消化细胞，待细胞均变圆且从培养瓶底部脱落时加入DMEM培养液终止消化，吸取部分细胞悬液进行细胞计数。收集细胞悬液于离心机中1000rpm转速下离心5min，倒掉上清液，而后加入2.5mL PBS对细胞沉淀进行重悬，再加入20μL 10μg/mL的PMA刺激细胞并放入细胞培养箱中孵育5min，而后离心并收集上清液避光保存。收集到的不同细胞数量(0、2.5、10、15、50、100×105个/2.5mL)的PMA刺激上清液将作为待测样本加入BP-LED-E-LDR体系的阳极池1中，打开直流电源7和万用表8的开关，并调节驱动电压和万用表量程，进行测定。
如图5所示，不同MCF-7细胞量的PMA刺激液中细胞个数的对数值与BP-LED-E-LDR体系测得的阻值间存在较好的线性关系，线性方程：R阻值＝-13.85Log(细胞个数/2.5ml)+57.04，r＝0.9938。细胞个数越多，LED 9亮度越大，LDR 10阻值越小。将各MCF-7细胞量下测得的阻值代入图4的标准曲线中，算得各细胞量下的PMA刺激液中H2O2的含量。如图5中的插表所示，100万MCF-7细胞量下的PMA刺激液加入过氧化氢酶(CAT)后测得的阻值与细胞接触过的PBS测得的阻值很接近，说明PMA刺激MCF-7细胞确实生成了一定量的H2O2，且CAT可酶解所产生的H2O2；同时MCF-7细胞量越大，PMA刺激液中的H2O2含量越多，且MCF-7细胞分泌的H2O2含量与文献报道一致。

Claims (6)

1.一种基于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌过氧化氢（H2O2）的3D打印装置，其特征在于，将双极电极（BPE）检测体系与可视化信号输出方式相结合，利用3D打印技术个性化制作配件来组装BP-LED-E-LDR平台装置，用于细胞分泌H2O2的定量检测。
2.如权利要求1所述的一种基于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌过氧化氢（H2O2）的3D打印装置，其特征在于，所述的BP-LED-E-LDR平台装置包括BP-LED-E结构，将两根铂电极（Pt）和两根玻碳电极（GCE）分别作为驱动电极和BPE，发光二极管（LED）通过导线连接于两根GCE中间，形成BP-LED-E结构；在阴极池中始终盛着一定量的细胞接触PBS溶液，外加电源施加的电压达到一定大小后，阴极池中GCE 发生氧化反应；阳极池中盛载与阴极池同等体积的H2O2溶液，该反应池中GCE发生还原反应；随着阳极池中H2O2溶液浓度的不同，GCE双极电极两端发生氧化还原反应的剧烈程度不同，从而导致整个电路中的电流大小不一样，显示为LED 亮度的差异， LED和光敏电阻（LDR）平行相对固定于3D打印的LED-LDR固定装置上，LDR与数字万用表连接以得到具体阻值。
3.如权利要求2所述的一种基于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌过氧化氢（H2O2）的3D打印装置，其特征在于，LED和LDR均固定于3D打印的LED-LDR固定装置中，可实现LED与LDR二者间距离和角度的灵活调节，所述LED-LDR固定装置由下述方法制作的：（1）建模：通过123D Design软件设计模型三维结构，该固定装置分为三部分包括滑槽，小滑块及大滑块，滑槽长150 mm、宽25 mm、高20 mm，内有三条宽为2.8 mm的滑轨，这三条滑轨由四条栅栏式凸起，每条栅栏式凸起尺寸为150 mm×2.8 mm×5 mm，和前后两个面组成，前后两个面的尺寸均为150 mm×2.8 mm×20 mm，两边分别通过外侧的两条凸起栅栏与前后两个面紧密贴合；小滑块长21 mm、宽8 mm、高35 mm，底部有三个栅栏式凸起，小滑块的每个栅栏式凸起尺寸为2.8 mm×8 mm×5 mm，可实现小滑块在滑槽的滑轨中移动；小滑块的正面正中心有两个平行相距1.97 mm，边长为0.51 mm的正方形小孔；大滑块长21 mm、宽28 mm、高35 mm，底部也有三个栅栏式凸起，大滑块的每个栅栏式凸起尺寸为2.8 mm×28 mm×5 mm，可实现大滑块在滑槽的滑轨中移动；大滑块的正面有五排平行排列、上下两排距离为4.42 mm，间隔为6.26 mm，直径为0.55 mm的圆孔；（2）切片：通过J-Great软件进行切片，具体参数如下：层高：0.1 mm；外壳的壁厚：1.2 mm；底部/顶部厚度：1.2 mm；填充密度：100%；打印温度：210℃；平台温度：50 ℃；打印速度：30 mm/s；将设置好各项参数的“gcode”格式的文件导入极光尔沃A8S打印机；（3）打印：橡胶（rubber）软弹性材料通过进料口送至打印机的进料通道内，再经可加热的金属喷嘴高温熔融后吐于底板上，而后冷却固化成型；具体操作顺序为：开机、调平底板、上料、进料、选择并确认所需打印的模型、等待打印机喷嘴升温至210 ℃即可开始打印；（4）后处理：固定有LED的小滑块始终置于滑槽起点处，然后将固定好的LED灯珠与滑槽正面的相切对应处作为起始位置，贴好含有0-10 cm刻度区间且精度为0.1 cm的铝合金刻度贴纸，便于之后读出LED与LDR间的距离。
4.如权利要求3所述的一种基于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌过氧化氢（H2O2）的3D打印装置，其特征在于，选用发红光的LED，将其两个灯脚分别置于小滑块中心的正方形小孔中；选择金属壳封装的外径为12.5 mm、亮电阻量程为10-20 KΩ的LDR，将其两个导电引线分别置于大滑块正面的任意一排圆孔中；最终用于检测时，所述的LED与LDR之间的距离为1.5 cm，角度为中心相对，即0°。
5.如权利要求4所述的一种基于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌过氧化氢（H2O2）的3D打印装置，其特征在于，在驱动电压4.1 V下，ΔR与H2O2浓度（CH2O2）在1 μM – 10 mM范围内呈良好的线性关系，线性方程：ΔR = 0.1882 Log (CH2O2) + 0.2425，r = 0.9775，其中ΔR=(R0-R)/R0，R0表示阳、阴极池均加入细胞接触PBS时测得的电阻值；R表示阳极池中为不同浓度的用细胞接触PBS配制的H2O2溶液且阴极池中始终为细胞接触PBS时测得的电阻值。
6.权利要求1-5任一所述的3D打印装置用于BP-LED-E-LDR平台检测细胞分泌的H2O2，包括如下步骤：（1）BP-LED-E-LDR体系的搭建：两个玻璃电极池中均含有一根Pt和一根GCE，同一池中的Pt和GCE中心相距8.5 mm，两池中的GCE通过导线与LED的两个灯脚相连，两池中的Pt分别与直流电源的正、负极相连，再于电极池中加入相应的溶液形成闭合的BP-LED-E回路结构；LDR与LED位于LED-LDR固定装置的相应位置，二者中心水平相对，相距1.5 cm，LDR两脚分别与万用表的正负极相连，通过读取阻值获得待测样本的检测结果；（2）MCF-7细胞分泌H2O2的检测：MCF-7细胞培养于培养瓶中，每两天换液；待细胞长至80-90%汇合度时，加入胰酶消化并收集细胞悬液；将细胞悬液在1000 rpm转速下离心5 min，倒掉上清液，加入PMA刺激细胞并放入细胞培养箱中孵育5 min，再次离心后收集上清液避光保存；将收集到的不同细胞数量的PMA刺激上清液作为待测样本加入BP-LED-E-LDR体系的阳极池中，调节驱动电压和万用表量程，进行测定。
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